天然氣流量計是智能型流量計集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體,采取內置式組合,使結構更加緊湊,可直接測量流體的流量、壓力和溫度,并自動實時跟蹤補償和壓縮因子修正,采用雙檢測技術可有效地提高檢測信號強度,并抑制由管線振動引起的干擾,采用國內的智能抗震技術,有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號,采用EEPROM技術,參數設置方便,可*保存,并可保存zui長達一年的歷史數據,克服了普通儀表不能記錄與讀取歷史數據的弊端。
目前采油三廠裝有浙江天信儀表廠、浙江蒼南儀表廠、浙江溫州甌海儀表廠生產的天然氣流量計378塊。其中50mm以上大口徑氣體流量計86塊, 50mm以下口徑氣體流量計292塊。
1 天然氣流量計的結構和工作原理
1. 1 結構
圖中: 1、殼體; 2、旋渦發生器; 3、壓電傳感器; 4、除旋渦整流器5、選擇按鈕; 6、積算儀
1. 2 工作原理
進入流量計的流體通過旋渦發生器產生旋渦流,旋渦流在文丘利管中旋進,到達收縮段突然節流使旋渦流加速。當旋渦流突然進入擴散段后,由于壓力的變化,使旋渦流發生進動。在流動區域放置壓電傳感器以檢測進動頻率,經前置放大器進行整形放大處理,轉換成頻率與流量成正比的脈沖信號,zui后通過智能流量積算儀中CPU的運算、處理轉換為流量累積值和瞬時值進行顯示,此脈沖信號還可遠傳給用戶計算機進行運算和顯示。
2 在現場的使用情況
目前在石油、石化系統,該型號流量計主要如下場合使用: ①用于原油生產過程中的伴生氣計量,主要安裝于油液分離器的上部的天然氣出口部位,經過分離的天然氣經計量后,又混入集輸管線,輸往中轉站。②用于原油中轉、集輸站庫經過油氣水三相分離器處理后,天然氣儲運計量。③用于原油集輸站庫生產用鍋爐、熱水加熱爐等耗能設施的天然氣消耗計量,經過上述加熱設施產生的蒸汽和熱水,作為載能工質用于原油儲運中的伴熱保溫。④用于企業各二級單位間生產、生活天然氣的內部交接計量。我廠近年來更換的50mm口徑以上的89塊智能型天然氣流量計絕大部分都安裝在帶有天然氣集氣系統的35座中轉站和8座聯合站中,用以做濕氣和返輸干氣的計量,其儀表的完好率和使用率都比較高,均達到95%以上。同時經統計對比絕大部分都與實際輸氣量相吻合,當然受生產變化較大的工況影響,有時與廠外輸口對比會出現有些偏差的情況,由于我廠天然氣計量系統龐大而復雜,其影響因素很多,但是出現較大偏差的現象在近幾年很少發生,所以總體來講智能天然氣流量計運行還是比較可靠和穩定的。
目前使用的智能型旋進漩渦流量計,主要有如下特點: ①量程比≥ 1: 15,電路采用表面貼裝工藝、結構緊湊。大屏幕LCD顯示標準體積流量、標準體積總量、溫度、壓力和電池容量,顯示清晰直觀,讀數方便。②采用微功耗高技術,內、外電源均供電,內電池可連續使用五年,整機功耗低,具有防爆功能,能夠在油氣集輸站庫內使用。③采用高性能微處理器和現代濾波技術,軟件功能強大,性能*; 具有485通訊和( 4~ 20) mA模擬及脈沖信號輸出,方便集中控制和自動化管理。④采用*的雙傳感器和電路處理技術,有效地解決了壓力波動和機械振動對該類型流量計的干擾,計量準確可靠。集溫度、壓力、流量傳感器和流量計算機于一體,可對被測氣體溫度、壓力和壓縮因子自動跟蹤修正,直接計量氣體在標準狀態下的體積流量和總量。⑤無機械可動部件,穩定性好,維修量少,直管段要求低。⑥在使用與維護符合安裝技術要求情況下,基本上不用維護,因此流量計應盡量避免振動、強磁場及隨離流態干擾元件影響,測量介質盡量保證為純凈的單相流體。
2006年,我們對全廠50mm 以下口徑的氣體流量計進行檢定,并把三個廠家的表檢定情況繪制成下表:
3 維護和故障排除
3. 1 在檢定工作中,主要出現以下幾種故障現象
①接通電源后無信號輸出; ②無流量時流量計有信號輸出; ③累積流量示值和實際量不符合。
3. 2 產生以上幾種故障的主要原因及解決方法
3. 2. 1 故障現象: 接通電源后無信號輸出
原因: 管道無介質流量或流量低于下限值,檢查電源與與輸出線連接是否正確,前置放大器損壞(積算儀不計數,瞬時值為“ 0” ) ,驅動放大級電路損壞(積算儀計數正常)
解決方法: 提高介質流量,使用滿足流量要求,采用正確接線方式,將前置放大器進行更換,zui后是更換驅動放大級中損壞的元器件。
3. 2. 2 故障現象: 無流量時流量計有信號輸出原因: 流量計接地不良及強電和其他底線接線受干擾,放大器靈敏度過高或產生自激,壓電傳感器與前置放大器接地不良或斷路,供電電源不穩,濾波不良及其他電器干擾。
解決方法: 正確接好地線排除干擾,更換前置放大器,檢查線路使之正常,修理、更換供電電源,排除干擾。
3. 2. 3 故障現象: 瞬時流量顯示不穩定
原因: 放大器靈敏度過高或過低,有多計、漏計脈沖現象,壓電傳感器插入深度調整不良,安裝場所有不穩定振動及電氣干擾,接地不良。
解決方法: 更換前置放大器,重調壓電傳感器插入深度消除不穩定震動和干擾,檢查接地線路,使之正常。
3. 2. 4 故障現象: 累積流量示值和實際不相符
原因: 流量計儀表系數輸入不正確,用戶正常
流量低于或高于選用流量計的正常流量范圍,流量計本身超差。
解決方法: 重新標定后輸入正確的儀表系數,調整管道流量使其正常或選用合適的規格,重新標定。
4 結論
任何一類計量儀表都具有其特殊性,智能式天然氣流量計也不例外。為了讓該種儀表能夠更好地服務于流量計量工作,來自于生產現場的實踐經驗表明,以下幾項應予以重視: ①重視儀表選型; ②進行用前標校; ③搞好工藝安裝; ④加強后期管理;⑤注意內部維護。
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